تحديد صلابة الماس. الماس. الأساطير والواقع صنع الماس الاصطناعي

بالنسبة لشخص عادي ، فإن الماس والجرافيت هما نوعان مختلفان تمامًا وليس بأي حال من الأحوال صديق مقيدبعنصر آخر. يثير الماس ارتباطاته بالمجوهرات المتقزحة اللون ، ويتم استدعاء عبارة "يلمع مثل الماس". الجرافيت هو شيء رمادي يستخدم عادة في صنع خيوط القلم الرصاص.

من الصعب تصديق أن كلا المعدنين لهما نفس المادة بأشكال مختلفة من المعالجة.

المفهوم والخصائص الرئيسية للمعادن

الماس عبارة عن بلور شفاف ليس له لون وله خصائص انكسار عالية للضوء. تتميز الخصائص الرئيسية التالية للمعادن:

تولد الطبيعة كلًا من الماس بأشكال معينة وفي عدة أشكال بلورية ، ويرجع ذلك إلى وجودها الهيكل الداخلي. البلورات الواضحة لها شكل مكعب أو رباعي الوجوه مع وجوه مسطحة. تبدو الحواف أحيانًا وكأنها منقوشة بسبب وجود العديد من النتوءات والتحولات غير المرئية للعين.

على الرغم من أن الكثيرين يعتبرون الماس هو أكثر المواد ديمومة في العالم ، إلا أن العلم يعرف أن مادة تفوق قوة الألماس بنسبة تزيد عن 11٪ - "الماس الفائق".

الجرافيت مادة بلورية رمادية سوداء ذات بريق معدني. يحتوي تكوين الجرافيت على هيكل متعدد الطبقات ، وتتكون بلوراته من ألواح رفيعة صغيرة. إنه معدن هش للغاية يشبه مظهرالصلب أو الحديد الزهر. يتميز الجرافيت بقدرة حرارية منخفضة ولكن نقطة انصهار عالية. بالإضافة إلى هذا المعدن:

الجرافيت دهني عند لمسه ، ويترك آثارًا عند لمسه على الورق.هذا يرجع إلى حقيقة أن ذرات الشبكة البلورية ضعيفة الترابط.

الفرق بين الجرافيت والماس والميزات الهيكلية وعملية انتقال معدن إلى آخر

الماس والجرافيت من المعادن المتآصلة فيما يتعلق ببعضها البعض ، أي لديهم خصائص مختلفة، ولكن ل أشكال مختلفةكربون. يكمن الاختلاف الرئيسي بينهما فقط في التركيب الكيميائي للشبكة البلورية.

تحتوي الشبكة البلورية للماس على شكل رباعي السطوح ، حيث تُحاط كل ذرة بأربع ذرات أخرى وتكون أعلى رباعي الوجوه المجاورة ، وتشكل عددًا لا حصر له من الذرات ذات الروابط التساهمية القوية.

يتكون الجرافيت على المستوى الذري من طبقات من السداسيات ذات الرؤوس والذرات. ترتبط الذرات ببعضها البعض بشكل جيد فقط على مستوى الطبقات ، لكن الطبقات ليس لها اتصال قوي فيما بينها ، مما يجعل الجرافيت طريًا وغير مستقر للتدمير. هذه هي الميزة التي تجعل من الممكن الحصول على الماس من الجرافيت.

المادية و الخواص الكيميائيةالماس والجرافيت مرئيان بوضوح من الجدول.

صفة مميزة
هيكل الشبكة الذرية	شكل مكعب	سداسي الشكل
انتقال الضوء	ينفذ الضوء بشكل جيد	لا تدع الضوء يمر
التوصيل الكهربائي	لايوجد	الموصلية الكهربائية جيدة
السندات الذرية	مكاني	مستو
بناء	صلابة وهشاشة	التصفيف
درجة الحرارة القصوى التي يبقى فيها المعدن دون تغيير	720 مئوية	3700 مئوية
لون	أبيض ، أزرق ، أسود ، أصفر ، عديم اللون	أسود ، رمادي ، فولاذي
كثافة	3560 كجم / م 3	2230 كجم / م 3
إستعمال	صناعة المجوهرات	صناعة المسبك والفحم الكهربائي.
صلابة موس	10	1

الصيغة الكيميائية للماس والجرافيت هي نفسها - الكربون (C) ، لكن عملية الخلق في الطبيعة مختلفة.الماس يحدث في غاية ضغوط عاليةوالتبريد الفوري والجرافيت على العكس من ذلك عند ضغط منخفض ودرجة حرارة عالية.

هناك الطرق التالية للحصول على الماس:

تتشابه عملية الماس إلى الجرافيت. الاختلاف الوحيد في الضغط ودرجة الحرارة.

الرواسب المعدنية

يقع الماس على أعماق تزيد عن 100 كم عند درجة حرارة 1300 درجة مئوية. من موجة الانفجار ، تدخل صهارة الكمبرلايت حيز التنفيذ ، وتشكل ما يسمى أنابيب الكمبرلايت ، وهي الرواسب الأساسية للماس.

سمي أنبوب الكمبرلايت على اسم مقاطعة كيمبرلي الإفريقية ، حيث تم اكتشافه لأول مرة. تسمى الصخور مع رواسب الماس الكمبرلايت.

أشهر الودائع الآن في الهند وجنوب إفريقيا وروسيا.يتم استخراج ما يصل إلى 80٪ من الماس في الترسبات الأولية ، والتي تتكون من أنابيب الكمبرلايت ولامبرويت.

تساعد الأشعة السينية في العثور على الماس في الصخور الملغومة. تُستخدم معظم الأحجار التي تم العثور عليها في الصناعة ، حيث لا تتمتع بخصائص كافية لمجال المجوهرات. تنقسم الأحجار الصناعية إلى 3 أنواع:

• لوح - حجارة صغيرة ذات هيكل حبيبي ؛
• ballas - أحجار مستديرة أو على شكل كمثرى ؛
• كاربونادو حجر أسود اشتق اسمه من تشابهه بالفحم.

من الغريب أن تحصل أكبر الماسات وأكثرها تميزًا على اسمها الفريد. أشهرهم شاه ، ونجم ميناس ، وكوهينور ، ونجم الجنوب ، والرئيس فارغاس ، وميناس جيرايس ، وإنجلش دايموند أوف دريسدن ، إلخ.

يتكون الجرافيت نتيجة لتعديل الصخور الرسوبية. إن رواسب الجرافيت المكسيكية ونوجينسك ومدغشقر غنية بالخامات ذات الجودة المنخفضة من الجرافيت. تتميز أنواع البوتوجول والسيلان الأقل شيوعًا بوجود خام غني بمحتوى الجرافيت العالي. توجد أكبر الودائع المعروفة في أوكرانيا وفي إقليم كراسنودار.

نطاق التطبيق

يتم استخدام الماس والجرافيت على نطاق أوسع بكثير مما قد يبدو للوهلة الأولى. وجدت الماس تطبيقاتها في المجالات التالية:

كنسبة مئوية من استخدام الماس يبدو كالتالي:

1. أدوات وقطع غيار الآلات - 60٪.
2. تأطير عجلات الطحن - 10٪.
3. إعادة تدوير الأسلاك - 10٪.
4. حفر الآبار - 10٪.
5. المجوهرات والأجزاء الصغيرة - 10٪.

أما بالنسبة للجرافيت ، شكل نقيلا يتم استخدامه عمليًا ، ولكنه معالج مسبقًا ، على الرغم من استخدام الجرافيت بجودة مختلفة في مناطق مختلفة. يستخدم الجرافيت عالي الجودة لأقلام القرطاسية. الأكثر استخدامًا في صناعة المسبك ، مما يوفر سطحًا أملسًا أشكال مختلفةيصبح. يتم استخدام الجرافيت غير المعالج تقريبًا هنا.

تستخدم صناعة الفحم الكهربائي ، جنبًا إلى جنب مع الجرافيت الطبيعي ، الجرافيت المصطنع ، والذي يستخدم أيضًا على نطاق واسع نظرًا لنقاوته الخاصة واتساق التركيب. جعلت الموصلية الكهربائية الجرافيت مادة لأقطاب الأجهزة الكهربائية. في علم المعادن ، يتم استخدامه كمواد تشحيم.

الماس والجرافيت متطابقان في التكوين ، لكنهما فريدان بطريقتهما الخاصة. فوائد الجرافيت لمختلف الصناعات أعلى بكثير من الماس.

الماس ، المصمم لإضفاء البهجة على جماله ، لا يقدر بثمن بالنسبة للاقتصاد ، حيث يجلب أرباحًا ضخمة من استخدامه في صناعة المجوهرات.

V.A. بايدرين

قصص الحجر.

شقيقان

الفصل السابق

ربما سمع الجميع عن معدن الماس ، شفاف مثل الماء. لقد توغل الناس بالفعل في عمق الأرض ، وحفروا آبارًا ضخمة ، والذهاب إلى أبعد من ذلك في أحشاء الأرض ، وفي كل مرة يجدون بلورات متلألئة جديدة وجديدة ، تكون الرغوة منها أغلى بعدة مرات من الذهب.

لماذا يحتاج الناس إلى الماس؟

الماس يعمل بعناية بواسطة القاطع ، ولم يعد الماس ؛ حصل على اسم جديد: الماس. الماس اللامع ، الذي يعكس بشكل جميل ضوء الشمس والضوء الكهربائي بوجوههم ، ذو قيمة عالية باعتباره أغلى المجوهرات. الماس غالي الثمن لأن قطعه صعب للغاية ومزعج.

الحقيقة هي أن الماس هو أصعب مادة على وجه الأرض. أصعب مما هو عليه لا شيء في الطبيعة. بغض النظر عن مدى صعوبة صهر الفولاذ في المصانع ، ولكن إذا ضربت ماسة عليه ، فسيظل شريط أبيض. وتنزلق الحافة الحادة للصلب على طول حافة الماس ، مثل مسمار على الزجاج ، دون ترك أي أثر. يترك الماس ميزات على أي معدن ، على أي معدن ، على كل شيء يعتبر الأكثر صلابة.

كيف تقطع الماس؟ لا شيء سوى الماس. يستخدم الناس غبار الماس لقطع الماس. وهذا العمل يستغرق وقتًا طويلاً جدًا.

ترجع التكلفة العالية غير العادية للماس إلى ارتفاع تكلفة العمالة. ولكن ليس هذا فقط ، ولكن أيضًا حقيقة وجود عدد قليل جدًا من الماس ، فهي نادرة للغاية ، ويتم تقييم كل اكتشاف أعلى من اكتشاف أي معدن أو معدن. لقد عرف الناس منذ فترة طويلة الجودة الرائعة للماس - أعظم صلابته - ويستخدمون هذه الجودة بنجاح لأغراضهم الخاصة.

افترض أنك بحاجة إلى تلميع النافذة. كيف تقطع الزجاج؟ الماس. سوف تترك بلورة الماس الصغيرة التي يتم إدخالها في إطار معدني خطًا أبيض على الزجاج ، وسوف ينكسر الزجاج بسهولة شديدة على طوله.

عندما يتطلب الأمر حفر الصخور الصلبة ، يتم وضع تاج بأسنان ماسية على المثقاب. لا يمكنك أن تخاف: بغض النظر عن مدى صعوبة الصخور ، فإن مثقاب الماس لن ينكسر ، ولن يستسلم ، ولن تنهار الأسنان اللامعة. بمساعدة مثقاب الماس ، يقوم الناس باستكشاف عميق لباطن الأرض. يستخدم مسحوق الماس لطحن قطع العمل التي تتكون من سبائك صلبة بشكل خاص.

لطالما تساءل العلماء: مما يتكون الماس؟

أظهرت التحليلات الكيميائية أن الماس عبارة عن كربون نقي.

كان هذا مفاجئًا لأن الكربون النقي هو أيضًا جرافيت.

ما هو القاسم المشترك بين الماس والجرافيت؟ لا يبدو أن هناك أي شيء. الماس شفاف ، والجرافيت غامق. الماس أصعب من أي شيء على الأرض ، الجرافيت ... فقط مرر إصبعك عليه وستظل علامة داكنة على إصبعك. الماس هو العازل الأكثر روعة للتيار الكهربائي. ولا حتى البرق يمكنه اختراقه. ويوصل الجرافيت الكهرباء بشكل جيد ، ولذلك يستخدم على نطاق واسع في صناعة الأقطاب الكهربائية. الماس كثيف وثقيل للغاية ، بينما الجرافيت أخف منه مرة ونصف.

باختصار ، الماس والجرافيت لا يشبهان بعضهما البعض - وفي نفس الوقت هما أخوان!

ما السر هنا؟ في التركيب الذري. يتم ترتيب ذرات الجرافيت في شكل شبكات ، وكل شبكة متصلة ببعضها البعض بشكل ضعيف. الماس له بنية ذرية مختلفة تمامًا. هناك ، تكون الذرات قريبة من بعضها البعض ، ومتصلة بقوة ببعضها البعض ، وهذا الارتباط القوي يجعل الماس شديد الصعوبة.

نحن نعرف القليل بالفعل عن استخدام الماس. كيف يتم استخدام الجرافيت؟

ترجمت من اليونانية "الجرافيت" يعني الكتابة. منذ العصور القديمة وحتى يومنا هذا ، يكتب الناس باستخدام الجرافيت. قلب قلم رصاص بسيط مصنوع من الجرافيت. لتحضير المواد لقلوب القلم الرصاص ، يتم طحن الجرافيت ، ومنخله من خلال غربال سميك. للحصول على طحن أفضل ، يتم نقع الجرافيت ، وعصره بعناية وخلطه مع الطين. إذا كنت بحاجة إلى عمل أقلام رصاص ناعمة ، فسيتم إضافة الطين قليلاً. لتصنيع أقلام الرصاص الصلبة ، يتم زيادة خليط الطين.

يُجفف الجرافيت الممزوج بالطين جيدًا ، ثم يُضغط في عصي رفيعة طويلة ويُطلق في الفرن. ثم يتم إدخال عصي الجرافيت في غلاف خشبي ، ويتم لصق الغلاف ورسمه والقلم الرصاص جاهز.

يمتلك الجرافيت خاصية قيمة: فهو لا يذوب ولا يحترق ويمكنه نقل مقاومة الحرارة إلى المواد الأخرى. الصلب للبوتقات ، على سبيل المثال ، حيث يتم صهر المعادن ، يحتوي بالضرورة على شوائب من الجرافيت. ستون - ثمانون جرامًا من مسحوق الجرافيت ، محتلم في كيلوغرام من الصلب البوتقة ، يجعلها مقاومة للحرارة بشكل خاص.

الآن في المصانع المعدنية / أصبحت الأفران الكهربائية أكثر انتشارًا. يتم إنزال أقطاب كهربائية سوداء سميكة في مثل هذا الفرن ، وينشأ قوس فولتية أبيض مبهر بينهما من تيار كهربائي. في لهب هذا القوس ، يتم صهر الخام والمعادن. والقطب الكهربي الذي يعطي قوسًا فولطائيًا لا يمكن تصوره بدون الجرافيت. تعتبر أقطاب الجرافيت ضرورية للحصول على معدن أبيض مائل للزرقة - الألومنيوم ، والذي وجد تطبيقًا واسعًا في كل من التكنولوجيا والحياة اليومية. يستخدم الجرافيت في صناعة طلاء أسود متين وغير يتلاشى. أخيرًا ، يتم استخدام مسحوق الجرافيت لمنع احتراق زيوت التزليق في آليات طحن جزء من الآلة إلى آخر.

الآن نحن نرى ذلك حتى أخألماس عادي المظهر ، لكن في فائدته ، في صفاته ، ليس أدنى من أخيه المتلألئ الفخور.

ومع ذلك ، لأكثر من قرنين من الزمان ، حاول العلماء إنشاء الماس بشكل مصطنع. بعد كل شيء ، الماس نادر جدًا في الطبيعة ، وتكلفته عالية ، وتطبيقه العملي متنوع. من المغري جدًا أخذ الجرافيت المتاح على نطاق واسع واستخراج الماس منه. ولكن كيف نفعل ذلك؟

قاتل العلماء لفترة طويلة حتى وجدوا أن تحويل الجرافيت إلى ألماس يتطلب درجة حرارة تبلغ ألفي درجة وضغطًا مرتفعًا جدًا. لقد ثبت أنه عند هذه الدرجة وتحت هذا الضغط تشكل الماس من الجرافيت في أحشاء الأرض.

حتى وقت قريب ، كان إنشاء ضغط عالٍ جدًا ودرجة حرارة عالية كهذه أمرًا مستحيلًا.

حتى في ضغوط أقل بكثير ، تمكن الكيميائيون من صنع معجزات مذهلة. على سبيل المثال ، أصبح النيتروجين ، وهو ثلاثة أرباع الهواء ، صلبًا بسبب الضغط العالي. تحول الفسفور الأصفر ، بعد تعرضه لضغط هائل ، إلى اللون الأسود. علاوة على ذلك ، عند الضغط العالي ، يمكن أن يتسرب السائل عبر الفولاذ ، ويبدأ الزجاج في الذوبان في الماء العادي ، وتصبح بعض العوازل الحالية موصلات جيدة للكهرباء.

لكن كل هذه المعجزات تتطلب ضغطًا أقل مما هو مطلوب لتحويل الجرافيت إلى ماس. ومع ذلك ، لا يوجد حد للعلم. في العديد من البلدان ، كافح العلماء لإنشاء ما يسمى " شروط الماس"- ضغط هائل ودرجة حرارة عالية جدًا في الأجهزة ذات الجدران السميكة.

في الآونة الأخيرة ، في خريف عام 1961 ، حقق العلماء السوفييت انتصارًا حاسمًا في هذه المسألة الصعبة. تم إنشاء المعدات اللازمة في أحد المعاهد العلمية في كييف. أبلغ علماء من كييف المؤتمر الثاني والعشرين للحزب الشيوعي للاتحاد السوفيتي أنهم قد أنتجوا بالفعل ألفي قيراط من الماس الاصطناعي. تم اختبار الماس الصناعي أثناء حفر ثقوب في الصخور فائقة الصلابة وأثبت أنه أقوى بكثير من الأحجار الطبيعية.

أثبت العلماء السوفييت أنه بمرور الوقت سيتم استبدال الماس الطبيعي بالماس الاصطناعي في التكنولوجيا.

الجرافيت شقيق الفحم والماس

في الصور التي توضح وجود الكربون في الطبيعة المعدنية ، لا يتم وضع الجرافيت عبثًا بين الفحم والماس. من حيث الخصائص ، يشبه الجرافيت في الواقع جزئيًا الفحم العادي وجزئيًا إلى الماس النبيل.

الجرافيت الأصلي ليس هو نفسه دائمًا. يتم إنتاجه من الأمعاء ، وغالبًا ما يكون أسود ، كثيفًا ، ناعمًا ويكتب بشكل جميل على سطح صلب. لهذا ، أطلق الإغريق على المعدن الأسود "الجرافيت": "grafo" تعني "أنا أكتب".

تسمى الشعوب الأقل عرضة للكتابة الجرافيت (في الترجمة المجانية إلى الروسية) و "الرصاص الأسود" ، و "الحديد الكربوني" ، وكذلك "البرقوق" وحتى "الصخور" - نظرًا لأن نتوءات الجرافيت غالبًا ما تكون مخبأة في شقوق الصخور.

لا يمكن أن يكون الجرافيت الطبيعي أسودًا فحسب ، بل أيضًا رماديًا ، مع لمعان معدني صافٍ. غالبًا ما تكون كتلة الجرافيت مليئة بالشوائب - بما في ذلك الذهب - ويتعين على الصناعيين استخدام تقنيات تنقية الجرافيت متعددة المراحل.

وفي الوقت نفسه ، يعرف كل عالم معادن كمية الجرافيت المنبعثة عن طريق تبريد الحديد الزهر. أليس من الأسهل استخدام الجرافيت الاصطناعي بدلاً من استخراج الجرافيت الأحفوري؟

أنواع مختلفة من الجرافيت

الجرافيت له هيكل متعدد الطبقات.يتم دمج ذرات الكربون في الجرافيت في ألواح بسماكة جزيء واحد. من الناحية المثالية ، تتلاءم الألواح مع بعضها بشكل مريح وتتحد في بلورات مجدولة سداسية. يمكن أن تأخذ الزوائد البلورية الجرافيتية شكلًا عموديًا أو متقشرًا أو كرويًا. تشكل الكريات الجرافيتية أحيانًا مجموعات ضخمة ، يشبه استدارةها جوانب البرقوق الداكن المغطاة بطبقة لامعة.

يمكن خلط الجرافيت الطبيعي مع الكتلة الكربونية غير المتبلورة أو الكتلة الطينية والغازات والبيتومين ومركبات العناصر الأجنبية ، ولكن دائمًا ما يكون له هيكل بلوري ، ويمكن تنظيفه بسهولة وإحضاره إلى معايير الإنتاج المطلوبة.

يعتبر مجال الجرافيت ، الذي يهرب إلى الوسط كصفائح صغيرة منفصلة ، مادة مراوغة. يتم التقاطها والتخلص منها - عادةً مباشرةً في المؤسسة ، باستخدامها كمادة مضافة إلى الشحنة - لكن التكنولوجيا باهظة الثمن وحجم هذا التخلص صغير.

الطريقة الأكثر إنتاجية هي طريقة تصنيع الجرافيت من المواد الخام عالية الكربون - الهيدروكربونات المتطايرة ، أنثراسايت ، فحم الكوك ، الملعب. أساس هذه الطريقة هو تسخين الكتلة الخام الصلبة إلى 2800 درجة مئوية ، والوسط الغازي إلى 3000 درجة مئوية عند درجة حرارة مرتفعة تصل إلى 500 ضغط جوي. ضغط.

تقنيات استخراج الجرافيت الطبيعي والاصطناعي مكلفة للغاية. ومع ذلك ، فإن ملاءمة هذه النفقات لا يمكن إنكارها: خصائص الجرافيت فريدة من نوعها ، وكمواد في كثير من الحالات لا يمكن الاستغناء عنها.

خصائص الجرافيت

العملية الرئيسية خاصية الجرافيت - مقاومة الأحمال الحرارية الشديدة، خمول في نطاق درجة الحرارة أقل من 2500 درجة مئوية ، موصلية كهربائية عالية ، معامل احتكاك منخفض في أزواج الجرافيت والمعدن. بالإضافة إلى ذلك ، ينقسم الجرافيت بسهولة إلى رقائق ، والتي بدورها تلتصق بأي سطح دون تأخير. وبالتالي ، يصبح غبار الجرافيت الناعم مادة تشحيم ممتازة.

تقترب نقطة انصهار الجرافيت من 4000 درجة مئوية ، مما يجعل من الممكن استخدام المادة كوسيط معمل للعمل مع المعادن المقاومة للصهر. الموصلية الحرارية العالية للمعادن تجد تطبيقها أيضًا.

تجعل مرونة الجرافيت من الممكن تشكيل أجزاء من أي شكل منه. الجرافيت المضغوط قابل للتشغيل الآلي.

أهم خصائص الجرافيت هي قدرته على التحول إلى الماس.

الجرافيت الماس والماس الجرافيت

الفرق بين الجرافيت والماس هو كثافة التعبئة لطبقات الكربون. تقريبًا مفصولة في الجرافيت ، في الماس ترتبط بإحكام لدرجة أن الشبكة البلورية للمعادن تأخذ شكل مكعب. أي أن كل ذرة كربون في الماس تقع في نفس الوقت في ثلاث طبقات متعامدة بشكل متبادل.

من أجل أن تترابط طبقات الكربون معًا ، لم يتم اختراع شيء أفضل من الضغط القوي وارتفاع درجة الحرارة. تم الحصول على الماس الاصطناعي الأول عن طريق تسخين الجرافيت إلى 1800 درجة مئوية تحت ضغط 120.000 ضغط جوي. اليوم ، يمارس إنتاج رقائق الماس الدقيقة في درجات حرارة حوالي 1200 درجة مئوية وزيادة قصيرة المدى في الضغط تصل إلى 300 ألف صراف آلي.

رد الفعل قابل للعكس. يبدأ أي ماس يتم تسخينه إلى 1000 درجة مئوية بالتحول إلى جرافيت. عند درجة حرارة 2000 درجة مئوية ، تكون العملية سريعة جدًا.

استخدام الجرافيت

يجد كل من الجرافيت الطبيعي والاصطناعي تطبيقات في الصناعة. في تعدين المعادن غير الحديدية والمعادن المقاومة للصهر ، لا غنى عن الجرافيت كمواد لمعالجة أو تصنيع قوالب الحقن. تُستخدم قدرة الجرافيت على الذوبان في السبائك الساخنة لنقل الخصائص المرغوبة إلى المنتجات.

يتم ضمان أداء المحامل العادية عن طريق استخدام الجرافيت. الأهم من ذلك ، أن معدل تآكل محمل الجرافيت أو قفصه يكون ثابتًا على مدى درجة حرارة التشغيل الكاملة للمحامل ، وغالبًا ما تكون مئات الدرجات.

يحتوي الجرافيت على خصائص تشحيم وكشط. تحتوي أجود أنواع معاجين التلميع على الجرافيت. يدخل المعدن في تكوين مواد الاحتكاك ، ويزيد من مقاومة المنتجات للحرارة.

السيراميك الممزوج بالجرافيت مقاوم للحريق بشكل خاص. تجعل الموصلية الكهربائية ومقاومة المواد للتآكل من الممكن تصنيع ملامسات عالية الجهد وبطانات الفوهات والفوهات من الجرافيت.

إن خمول الجرافيت يجعله طبقة واقية ممتازة لجميع أنواع الهياكل. تعمل الدهانات القائمة على تعليق الجرافيت في مذيب الملدنات على الأسطح الصلبة (الخرسانية والفولاذية) والمرنة (الخشب والألمنيوم).

بما في ذلك. يقسم الجواهريون الماس إلى ما يقرب من 1000 نوع اعتمادًا على الشفافية والنغمة والكثافة وتوحيد اللون ووجود الشقوق والتضمينات المعدنية وبعض الميزات الأخرى.

منذ نهاية القرن التاسع عشر ، بدأ استخدام الماس في الإنتاج. في الوقت الحاضر ، ترتبط الإمكانات الاقتصادية لمعظم البلدان المتقدمة إلى حد كبير باستخدامها للماس. يكفي التذكير بأنه بحسب الاقتصاديين الغربيين ، فإن الإمكانات الصناعية للولايات المتحدة في حالة رفض استيراد الماس ستنخفض بمقدار 2-3 مرات. يزيد استخدام الأدوات الماسية بشكل كبير من نظافة معالجة الأجزاء ، بينما تزداد إنتاجية العمل بمعدل 50٪.

تقاس كتلة الماس عادة بالقيراط. قيراط في اليونان القديمة كان يسمى بذور الخروب ، على شكل حبة البازلاء الكبيرة. بعد التجفيف ، كان وزن البذور ثابتًا نسبيًا - من 150 إلى 220 مجم.

في الصناعة ، يتم استخدام الماس بشكل أساسي غير المناسب للقطع: معتم ، مع شوائب عديدة ، وشقوق ، ونباتات حبيبية دقيقة ، ورقائق الماس ، إلخ. لا يوجد تصنيف واحد للماس الصناعي ، لأن لكل صناعة متطلباتها الخاصة لفرزها.

ما هي خصائص الماس التي تحدد استخدامه على نطاق واسع في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني؟ بادئ ذي بدء ، بالطبع ، صلابة استثنائية ، والتي ، إذا حكمنا من خلال معدل التآكل ، أعلى 50 مرة من أكسيد الألمونيوم ، وعشرات المرات من أفضل السبائك المستخدمة في صناعة القواطع. يستخدم الماس في حفر الصخور وتصنيع مجموعة متنوعة من المواد.

يستخدم حفر الآبار في طبقات الصخور التي تتكون منها قشرة الأرض على نطاق واسع في البحث عن الرواسب المعدنية واستكشافها ، وكذلك في استغلال رواسب النفط والغاز. لا يمكنك الاستغناء عن الحفر وعند القيام بجميع أنواع الأعمال التفجيرية والجيولوجية والهندسية التي تسبق تشييد المباني الكبيرة والسدود والعديد من الأشياء الأخرى.

من الناحية الفنية ، فإن أكثرها تقدمًا هو الحفر الماسي الدوار ، والذي يتم تنفيذه عن طريق حفر ثقوب في كتلة الصخور باستخدام لقم الثقب المقوى بالماس. تعمل اللقم المقواة بالماس على زيادة سرعة الثقب بمقدار 8-15 مرة مقارنة بالثقب على أساس الكربيد أو القطع المطلقة.

يعتبر الكاربونادو ذو الحبيبات الدقيقة أفضل الماس للحفر ، حيث زاد من الصلابة والأقل عرضة للانقسام. في المرتبة الثانية توجد بلورات كروية وبلورات صغيرة من الماس الأحادي المستدير. يتم استهلاك حوالي 0.6 طن من الأحجار سنويًا لتصنيع لقم الثقب ، وهو ما يمثل حوالي 10٪ من إجمالي كمية الماس الصناعي المستخرج في العالم.

إن استخدام قواطع وحفارات الماس في معالجة المعادن غير الحديدية والمعادن الحديدية والسبائك الصلبة وفائقة الصلابة والزجاج والمطاط والبلاستيك والمواد الاصطناعية الأخرى يعطي تأثيرًا اقتصاديًا كبيرًا مقارنة باستخدام أدوات الكربيد. من المهم للغاية ألا يؤدي هذا إلى زيادة إنتاجية العمل عشرات المرات فحسب ، بل يؤدي في نفس الوقت إلى تحسين جودة المنتجات بشكل كبير. لا تتطلب الأسطح المعالجة بقاطع الماس طحنًا ، ولا يوجد عمليًا أي شقوق صغيرة عليها ، مما يؤدي إلى زيادة عمر الخدمة للأجزاء التي تم الحصول عليها بشكل كبير.

لا غنى عن الماس تمامًا عند تقليب أحجار الياقوت المرجعية المستخدمة في الساعات والعديد من آليات الدقة الأخرى ، وكذلك عند تلبيس عجلات الطحن.

تقريبا جميع الصناعات الحديثة ، في المقام الأول الكهربائية والإلكترونية وصناعة الأدوات ، في بكميات ضخمةاستخدام سلك رفيع مصنوع من معادن مختلفة. في الوقت نفسه ، يتم فرض متطلبات صارمة على الشكل الدائري وثبات قطر المقطع العرضي للسلك مع تشطيب السطح العالي. لا يمكن صنع هذا الأسلاك من المعادن الصلبة والسبائك إلا بمساعدة الماس يموت. القوالب عبارة عن ماس رقائقي محفور فيه أنحف (من 0.5 إلى 0.001 مم).

تستخدم مساحيق الماس أيضًا على نطاق واسع في الصناعة. يتم الحصول عليها عن طريق سحق الماس الطبيعي منخفض الدرجة ، كما يتم تصنيعها في مؤسسات خاصة لإنتاج الماس الصناعي. تُستخدم مساحيق الماس في شفرات المنشار الماسية ، ولقم الثقب الماسي الصغير ، والملفات الخاصة وكمادة كاشطة. فقط باستخدام مساحيق الماس ، كان من الممكن إنشاء مثاقب فريدة توفر ثقوبًا رفيعة عميقة في المواد الصلبة والهشة. تتيح لك هذه المثاقب (رؤوس ماسية) حفر ثقوب في الزجاج ، على سبيل المثال ، بقطر 2 مم وطول يصل إلى 850 مم!

تُستخدم مساحيق الألماس في مصانع القطع ، حيث يتم قطع جميع الأحجار الكريمة ، بما في ذلك الماس ، وصقلها ، وبفضل ذلك أصبحت الأحجار التي كانت بسيطة في السابق مجوهرات مضيئة بشكل غامض أو متلألئة بشكل مذهل ، إلى جمال فريد لا يبقى أحد غير مكترث به.

منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، انجذب انتباه العلماء والمصممين إلى الخصائص الفيزيائية الأخرى للماس. من المعروف أن الجسيمات المشحونة بسرعة عند دخولها إلى بلورة تقطع الإلكترونات من ذراتها ، أي. المادة المؤينة. في الماس ، تحت تأثير الجسيم المشحون ، يحدث وميض ضوئي وتحدث نبضة حالية. هذه الخصائص تجعل من الممكن استخدام الماس ككاشف للإشعاع النووي. يجعل توهج الماس وظهور نبضات التيار الكهربائي أثناء التشعيع من الممكن استخدامها في عدادات الجسيمات السريعة. الماس مثل هذا العداد له مزايا لا يمكن إنكارها على الغاز والأجهزة البلورية الأخرى.

تعتبر بلورات الماس المطبقة كعدادات نادرة للغاية ، وبالتالي فإن سعرها أعلى بكثير من سعرها في نفس الوقت. أحجار المجوهرات. بعض بلورات الماس عبارة عن أشباه موصلات من النوع p على نطاق واسع من درجات الحرارة والضغوط.

يعد استخدام الماس في أشباه الموصلات وبعض الأجهزة البصرية ، وكذلك في عدادات الإشعاع النووي ، واعدًا للغاية ، نظرًا لأن هذه الأجهزة قادرة على العمل في مجموعة متنوعة من الظروف ، بما في ذلك درجات الحرارة المنخفضة والعالية ، والمجالات الكهرومغناطيسية والجاذبية القوية ، والوسائط العدوانية ، إلخ. لذلك ، قد يثبت أن الأدوات القائمة على الماس لا غنى عنها في أبحاث الفضاء ، وكذلك في دراسة البنية العميقة لكوكبنا.

منذ العصور السحيقة ، تم إعطاء الماس مكانة خاصة بين ممثلي مملكة المعادن. أدت حصرية خواص الماس إلى ظهور العديد من الأساطير ، إلى جانب أنقى خواص الألماس ، كانت هناك أيضًا أوصاف لبعض الخصائص الحقيقية للحجر.

في الهند ، حيث تم العثور على الماس الأول منذ عدة قرون ، تم تجميع المعلومات حول خصائص بلورات الماس ورواسبه وتعميمها. لكن الكهنة لأسباب دينية وسياسية ، وتجار لأسباب تجارية ، منعوا نشر هذه المعلومات واستبدلوها بكل أنواع الشائعات الصوفية والاختراعات الخرافية.

وفقًا للهندوس القدماء ، يتكون الماس من مبادئ الطبيعة الخمسة: الأرض والماء والسماء والهواء والطاقة. في الوقت نفسه ، تم تقسيم الماس ، مثل الناس ، إلى أربع فئات (فارناس): براهمينز , kshatriyas , فايشيا و سدرة . كانت تسمى Brahmins عديمة اللون والأبيض ، مثل حجارة البرد ، وألوان السحب الفضية والقمر ، بلورات الماس سداسية الأضلاع أو ثماني السطوح ، والتي كانت تعتبر أعلى درجة من الكمال. الماس مع صبغة حمراء كان Kshatriyas ، الماس المخضر كان Vaishyas ، والماس الرمادي كان Shudras. تم تقييم Kshatriyas بـ 3/4 ، و Vaishyas بـ 1/2 ، و Sudras بـ 1/4 من قيمة Brahmin.

تكررت العديد من الأساطير الهندية والعربية حول الماس في بداية عصرنا في أعمال عالم الطبيعة الروماني القديم بليني الأكبر ، التاريخ الطبيعي للأجسام الأحفورية. إلى جانب الأساطير والخرافات ، يقدم بليني أوصافًا دقيقة إلى حد ما لبعض خصائص الماس. لذلك ، على وجه الخصوص ، يصف استخدام الماس في معالجة المواد الصلبة الأخرى ويلاحظ أن الماس نفسه لا يمكن معالجته إلا بماسة أخرى. على مدى القرون التالية ، اعتبرت آراء بليني لا تتزعزع وتم نقلها من رسالة إلى أخرى ، واكتسبت عددًا متزايدًا من القصص الخيالية.

في العصور الوسطى ، تم تجميع كتب خاصة عن الأصل ، السحرية و خصائص الشفاءمختلف الحجارة - lapidaria.

تم نشر نفس النوع من الكتب الطبية في روسيا. واحد منهم ، نُشر عام 1672 ، كان يسمى الكتاب ، المسمى Cool Helix ، تم اختياره من بين العديد من الحكماء حول أشياء طبية مختلفة ذات صلة بصحة الإنسان .

في الحكاية الخيالية المعروفة عن أسفار السندباد البحار ، تُروى طريقة ماكرة لاستخراج الماس. يوجد في مكان ما في بلد بعيد مضيق عميق بشكل غير عادي ، قاعه مرصع بالألماس. يتم حظر الوصول إلى الكنوز من قبل جحافل لا حصر لها من الثعابين الضخمة. ومع ذلك ، فقد وجد الناس طريقة لاستخراج الأحجار الكريمة من هنا أيضًا. للقيام بذلك ، ألقوا قطعًا كبيرة من اللحم في المضيق من الجبال المحيطة. التصق الماس باللحم ، وحملته النسور الضخمة إلى أعشاشها. وصل الباحثون الجريئون إلى أعشاش النسور وجمعوا البلورات البراقة.

من قبيل الصدفة أم لا ، هناك نقطتان في هذه الحكاية مرتبطة بالبيانات العملية. واحد منهم هو sp

تأديب: متنوع
نوع العمل: الدورات الدراسية
الموضوع: الماس. الأساطير والواقع

وزارة التعليم العام والمهني
الاتحاد الروسي
أكاديمية الدولة للإدارة
سميت باسم S. Ordzhonikidze
معهد الاقتصاد الوطني والعالمي
مذكرة تسوية وتفسيرية لمشروع المقرر في تخصص "مفهوم العلوم الطبيعية الحديثة
حول موضوع:
"الماس. الأساطير والواقع »
أكمله طالب
دورة
معهد الاقتصاد الوطني والعالمي
مجموعات
كولوبيكوفا ألا فلاديميروفنا
الرأس: Atsyukovsky V.A.
موسكو
1998
اكتشف العقل البشري الكثير
غريبة في الطبيعة وسوف تفتح
أكثر ، وبالتالي زيادة
القوة عليها.
لينين "المادية والنقد التجريبي"
تم العثور على البلورات في كل مكان. نسير على البلورات ونبني بالبلورات ونعالج البلورات في المصانع ونزرعها في المختبرات على نطاق واسع
نستخدمها في التكنولوجيا والعلوم ، نأكل البلورات ، نتعامل معها ...
ما هي البلورات؟
توجد أحجار بهذا الشكل أحيانًا في الأرض ، كما لو أن شخصًا ما قد قطعها وصقلها وصقلها بعناية. هذه هي المجسمات متعددة الوجوه ذات الوجوه المسطحة و
ضلوع مستقيمة. تدهشنا الأشكال الصحيحة والمثالية لهذه الأحجار ، نعومة وجوههم التي لا تشوبها شائبة. من الصعب تصديق أن مثل هذه الأشكال المتعددة السطوح المثالية تكونت نفسها ،
بدون مساعدة بشرية. هذه الأحجار ذات الشكل الطبيعي المتماثل متعدد السطوح تسمى البلورات.
البلورات الموجودة في الأرض متنوعة بشكل لا نهائي. تصل أحجامها في بعض الأحيان إلى النمو البشري. هناك بلورات بتلات أرق
طبقات من الورق والبلورات بسمك عدة أمتار. يخزن متحف معهد التعدين في سانت بطرسبرغ بلورًا صخريًا يبلغ ارتفاعه حوالي متر ويزن أكثر من طن ،
التي كانت لسنوات عديدة بمثابة قاعدة التمثال عند بوابة أحد المنازل في سفيردلوفسك.
العديد من البلورات نقية وشفافة تمامًا ، مثل الماء. لا عجب يقولون: "واضح وضوح الشمس".
يكتب الكاتب التشيكي كاريل كابيك في ملاحظاته من إنجلترا:
المسامير. نقي ، أزور ، أخضر ، ناري ، أسود ؛ دقيقة رياضيا ، مثالية ، مماثلة ل
إنشاءات العلماء المتقلبين والمُسرفين ... هناك كهوف بلورية ، فقاعات ضخمة من الكتلة المعدنية ... وقوة التبلور كامنة في الإنسان ... "
ضع في اعتبارك بلورات من مواد مختلفة. كيف نميزهم عن بعضهم البعض؟ حسب اللون؟ تألق؟ لا ، هذه علامات غير موثوقة. على سبيل المثال ، البلورات
يمكن أن يكون الكوارتز عديم اللون ، ذهبي ، بني ، أسود ، أرجواني ، بنفسجي. يضم المتحف في سانت بطرسبرغ مجموعة من بلورات اكسيد الالمونيوم الطبيعية من أربعين مختلفة
الألوان والظلال: الياقوت الأحمر الدموي ، الأزرق السماوي أو الياقوت الأزرق ، الياقوت عديم اللون ، الصنفرة السوداء - كل هذا هو نفس أكسيد الألمنيوم أو أكسيد الألمنيوم.
عند إلقاء نظرة فاحصة على البلورات ، ليس من الصعب رؤية سماتها المميزة: تختلف بلورات المواد المختلفة عن بعضها البعض.
صديق مع أشكالهم (الشكل 1).
الصورة 1.
لقد ولت منذ زمن طويل الأيام التي كان يُعتقد فيها أن البلورات ليست سوى متعددات الوجوه الطبيعية ، وبالتالي اعتقدوا أنه تم العثور على البلورات.
نادرا ، كانوا يعتبرون لعبة الطبيعة. لا يلزم البحث عن البلورات على وجه التحديد. على العكس من ذلك ، لن تجد مثل هذه المعادن ولن تجد مثل هذه الأحجار التي لن تكون بلورية. ولكن في
معظم الأحجار والمعادن متعددة البلورات ، أي. النمو الداخلي للعديد من "الحبيبات" البلورية الصغيرة ، وفي هذه النتوءات البينية ، تكون الأشكال متعددة الأوجه للفرد
بلورات مفردة. ولا يقتصر الأمر على عدم قابلية التمييز بينهما: فهذه الأشكال غير موجودة ببساطة ، ولا تنمو حبيبة بلورة مفردة لتصبح متعدد السطوح لأن نفس البلورات المفردة تجمعها من جميع الجوانب.
لذلك ، لم تعد آثار متعدد السطوح باقية في الخطوط العريضة للحبوب.
غالبًا ما يتم تكوين البلورات المتعددة الحبيبات الدقيقة بحيث لا يمكن للعدسة المكبرة أو المجهر التمييز بين البلورات الفردية فيها.
بلورات. كيف يمكن للمرء أن يتأكد من تركيبته البلورية؟ ما هي السمة الأكثر تميزًا وأهم ميزة للبلورة؟
الجواب هو: أكثر ما يميز البلورة هو تركيبها الذري ، المنتظم ، المتماثل ، المنتظم
ترتيب الذرات.
تم بناء البلورات بشكل صحيح وبصرامة وبطريقة منتظمة. وفيها أيضًا الذرات والأيونات والجزيئات ليست في حالة سكون ، لكن الجسيمات ليست كذلك
تتصادم مع بعضها البعض لأنها مرتبة جميعها بالترتيب الصحيح ويمكن لكل منها أن يتأرجح حول موضع معين. هذه الصفوف المنتظمة من الجسيمات في الفضاء ،
تشكل المشابك ثلاثية الأبعاد للذرات بنية بلورية.
هيكل جميع المواد البلورية دوري ومنتظم. في جميع البلورات ، تصطف الجسيمات في صفوف منتظمة متناظرة ، وشبكات مسطحة ، وثلاثية الأبعاد
حواجز شبكية.
في جميع البلورات ، في جميع المواد الصلبة ، يتم ترتيب الجسيمات بترتيب منتظم وواضح ، ومرتبة
نمط متماثل متكرر. طالما يوجد هذا النظام ، يوجد جسم صلب ، بلورة. تم كسر النظام ، وانهار نظام الجسيمات - وهذا يعني أن البلورة قد ذابت وتحولت إلى
سائل أو مبخر ، يتحول إلى بخار.
هل ترتيب الذرات في المواد الصلبة المختلفة هو نفسه؟ بالطبع لا. الطبيعة متنوعة بلا حدود ولا تحب التكرار. يبني
لا تشبه ذرات الحديد على الإطلاق تكوين الذرات في بلورة الجليد. كل مادة لها نمطها الخاص وترتيب الذرات. ومن ما هذا الترتيب ،
خصائص المادة تعتمد. نفس الذرات من نفس "النوع" ، الموجودة بطرق مختلفة ، تشكل مواد ذات خصائص مختلفة تمامًا.
لنلقِ نظرة على ذرات الكربون ، على سبيل المثال.
السخام ، أو السخام ، المسحوق الأسود الناعم الذي يتجمع في قاع الإناء أو في المدخنة ، هو الكربون.
الفحم أو الخشب أو الحجر هو أيضًا كربون.
الجرافيت ، قلم رصاص ناعم ، يمكن أن يتحمل للغاية درجات حرارة عالية، عبارة عن بلورة مكونة من ذرات
كربون.
هناك شكل آخر من بلورات الكربون - الماس ، أغلى وأجمل الأحجار الكريمة. الماس صعب جدا
أصعب من كل الحجارة على الأرض. يمكنهم قطع وطحن وحفر أي أحجار صلبة ومعادن.
من الصعب تصديق أن الماس والجرافيت يتكونان من ذرات الكربون نفسها. الجرافيت ناعم ، معتم ، أسود. الماس
- صلبة وشفافة ومتألقة بكل ألوان قوس قزح. الجرافيت مقاوم للحرارة ، يحترق الماس بسهولة.
تحدد بنية البلورة خصائص المادة وشكلها. والشكل الصحيح متعدد السطوح هو نتيجة للذرات
الهياكل. تتوافق الوجوه المسطحة من البلورة مع الشبكات المسطحة للشبكة البلورية ، وتتوافق الحواف المستقيمة الحادة مع صفوف الذرات في الشبكة.
يمكن تمييز كل مادة بلورية عن الأخرى من خلال تركيبها الذري. في بعض البلورات ، تكون المشابك بسيطة جدًا ، في
البعض الآخر معقد. في المواد المختلفة ، تختلف المسافات بين الجسيمات في الشبكة. لكن كل هذه المسافات صغيرة جدًا ، فهي جزء من مئات المليون من السنتيمتر (الأنجستروم).
في جميع المواد البلورية ، تشكل الذرات والأيونات والجزيئات صفوفًا وشبكات وشبكات متناظرة. التكرار الصحيح
ترتيب الجسيمات إلزامي للبلورات ، وهي السمة الرئيسية التي تميزها عن غير البلورات. عندما يُسأل عن ماهية البلورات ، يكون الجواب: البلورات
المواد التي ...

إلتقط الملف